左雷凱,劉春麗,聶愛國
(河北維爾康制藥有限公司,河北 石家莊 050031)
ZSG雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器(如圖1所示),因其內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、容易清潔、操作簡單、維修方便等特點(diǎn),以及較高的物料干燥速度和干燥效率,能達(dá)到均勻干燥的目的,而廣泛應(yīng)用于制藥、化工、食品、染料等行業(yè)的粉、粒狀物料干燥。近些年,隨著GMP在制藥行業(yè)的實(shí)施,以及HACCP、BRC、FAMI-QS等體系在食品行業(yè)的普遍采用,對產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)提出了非常高的要求,一些企業(yè)使用的雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器已經(jīng)不能滿足產(chǎn)品生產(chǎn)的需求。
圖1 雙錐干燥器示意圖
目前部分企業(yè)在使用SZG雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器,對粉狀物料進(jìn)行干燥的工作中發(fā)現(xiàn),物料容易受到深色污粉和小纖維毛的污染。通過對雙錐干燥器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行仔細(xì)分析,發(fā)現(xiàn)真空管與雙錐體之間的縫隙,是產(chǎn)生污粉的根源,而真空抽氣頭上使用無紡布過濾罩會脫落纖維。為了說明粉狀物料進(jìn)入縫隙形成污粉的原因,下面對干燥器真空管處的結(jié)構(gòu)和工作情況進(jìn)行分析(局部放大圖如圖2所示)。
在圖2中,真空管與雙錐體之間存在縫隙,依靠外側(cè)對縫隙進(jìn)行密封。在動力的驅(qū)動下,雙錐體緩慢的轉(zhuǎn)動,而真空管連同真空抽氣頭保持不動。在干燥過程中,少量物料會進(jìn)入真空管與雙錐體之間的縫隙,對于不穩(wěn)定易變色物料來說,物料在縫隙中受到摩擦?xí)到庾兩?,隨著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn),新的物料會進(jìn)入縫隙,變色的物料會出來污染整批產(chǎn)品。另外,為了防止物料從真空抽氣頭上的氣孔被真空抽走,通常在真空抽氣頭上捆扎無紡布過濾罩,在設(shè)備運(yùn)行過程中,物料與過濾罩必然存在摩擦,這樣會從過濾罩上掉下纖維污染產(chǎn)品。
圖2 雙錐干燥器改造前局部結(jié)構(gòu)示意圖
而物料干燥往往是包裝前的最后一道工序,如果在此工序內(nèi)將異物混入產(chǎn)品內(nèi),將可能導(dǎo)致產(chǎn)品中雜質(zhì)超標(biāo)。所以要考慮對現(xiàn)有正在使用的干燥器進(jìn)行適當(dāng)改造,在節(jié)省資金的前提下,滿足各體系對產(chǎn)品質(zhì)量的要求。
在對設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究和分析的基礎(chǔ)上,考慮了改造可能對生產(chǎn)造成的影響,以及改造后預(yù)期的效果等,最后確定了對設(shè)備局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的方案,并予以實(shí)施。
首先,去掉真空抽氣頭,將真空管截短使之稍陷于雙錐體真空管孔約5~10 mm,再加工一套固定基座和濾芯基座,將固定基座與雙錐體內(nèi)壁在真空管孔處對正焊接,將濾芯基座通過螺栓緊固在固定基座上,將4根燒結(jié)金屬濾芯旋緊在濾芯基座的4個孔中(濾芯按360°等分呈斜向放射狀)。這樣以來,產(chǎn)生污粉的縫隙被焊死,徹底解決真空直管處的縫隙產(chǎn)生污粉的問題;燒結(jié)金屬濾芯不會脫落纖維,使得物料干凈無雜質(zhì),達(dá)到了純凈度標(biāo)準(zhǔn)的要求,取得了良好效果。
改造后將原來一個真空抽氣頭改成按360°等分4個真空抽氣頭(燒結(jié)金屬濾芯),這4個真空抽氣濾芯與雙錐體同步旋轉(zhuǎn),雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器工作時4個真空抽氣濾芯至少有1個處于物料之上,并且可以保證每一時刻均有真空抽氣濾芯處于物料之上,比只有兩個相對的真空抽氣頭效果要好[1],可以保證物料的干燥效果。
燒結(jié)金屬濾芯基座呈側(cè)放的錐形,在轉(zhuǎn)動過程中濾芯安裝口處可以時刻保持比內(nèi)部有較高的水平,這可以有效防止真空管內(nèi)滯留的冷凝液倒流入濾芯后滲入物料造成污染。另外,增加了反吹氣管,可以反吹粘附在濾芯上的物料,提高濾芯的通透性。
圖3 雙錐干燥器改造后局部結(jié)構(gòu)示意圖
(1)濾芯基座安裝角度應(yīng)合適,干燥器裝料量要適合。固定基座和濾芯基座使用6條螺栓連接,因雙錐體內(nèi)壁為曲面,濾芯基座安裝角度影響到4根濾芯與雙錐體內(nèi)壁的相對位置,對于粘性較大易抱團(tuán)的物料,有可能聚集于濾芯與雙錐體內(nèi)壁包圍的空間內(nèi)形成料塊,尤其是裝料量超過容積的50%時更容易聚集料塊[2],料塊不容易干燥,影響產(chǎn)品品質(zhì)和收率。
(2)濾芯孔徑的選擇。生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)物料的實(shí)際性質(zhì)和粒度分布,選取合適的濾芯,既要保證濾芯不被細(xì)物料堵塞影響通氣效果,又要防止濾芯孔徑較大,使較細(xì)物料漏過造成損失。
(3)濾芯的清洗。每一批次生產(chǎn)后,通常要清洗濾芯,既能避免殘留物料污染下一批物料,又可清洗掉粘附在濾芯內(nèi)的物料,提高濾芯的通透性,有利于下一批物料的干燥。這時應(yīng)該考慮到清洗溶劑既要有利于清洗粘附在濾芯內(nèi)的物料,又要易于去除或干燥,避免對下一批產(chǎn)品造成污染。
(4)濾芯安裝或拆卸的污染。雖然濾芯有許多好處,但濾芯與濾芯基座之間是絲扣連接,在安裝或拆卸濾芯時的磨損,容易脫落微小的金屬屑,因此在安裝或拆卸濾芯后,應(yīng)該認(rèn)真對設(shè)備進(jìn)行清潔,以避免對物料造成污染。
(5)反吹氣管的使用。使用反吹氣管,可以將真空抽氣金屬濾芯上粘附的物料吹下,提高濾芯的通透性。整個干燥過程可分為物料進(jìn)入干燥器(如真空抽料)階段、物料預(yù)熱階段、恒速干燥階段、降速干燥階段和出料階段[3],在不同的階段,干燥速率不同,應(yīng)該根據(jù)不同物料和生產(chǎn)經(jīng)驗確定適宜反吹的時間,不僅可以降低真空管內(nèi)滯留的冷凝液倒流入濾芯污染物料干燥的風(fēng)險,也可以降低反吹操作對干燥效果的影響。
以上是在考慮食品、藥品品質(zhì)安全和滿足各認(rèn)證體系要求的前提下,對SZG雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究和分析,采用較為簡單的改造方案,解決了干燥器存在的問題,既充分利用了現(xiàn)有設(shè)備,減少了采購新設(shè)備的費(fèi)用,又取得了良好的效果。
[1]李彥蓉.LXA雙錐真空回轉(zhuǎn)干燥器的改進(jìn)設(shè)計 [J].農(nóng)機(jī)化研究,2009,(1):88-89.
[2]查國才.雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)在原料藥中的應(yīng)用及常見問題[J].機(jī)電信息,2007,(17):41-42.
[3]王喜忠.化工百科全書第五卷·干燥[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.